RU119087U1 - Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата - Google Patents

Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата Download PDF

Info

Publication number
RU119087U1
RU119087U1 RU2012111790/12U RU2012111790U RU119087U1 RU 119087 U1 RU119087 U1 RU 119087U1 RU 2012111790/12 U RU2012111790/12 U RU 2012111790/12U RU 2012111790 U RU2012111790 U RU 2012111790U RU 119087 U1 RU119087 U1 RU 119087U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
stand
semi
modeling
target
Prior art date
Application number
RU2012111790/12U
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Сергеевич Елизаров
Алексей Владимирович Чепкасов
Алексей Александрович Лаговиер
Татьяна Викторовна Кваша
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" имени академика А.А. Расплетина" (ОАО "ГСКБ "Алмаз-Антей")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" имени академика А.А. Расплетина" (ОАО "ГСКБ "Алмаз-Антей") filed Critical Открытое акционерное общество "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" имени академика А.А. Расплетина" (ОАО "ГСКБ "Алмаз-Антей")
Priority to RU2012111790/12U priority Critical patent/RU119087U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU119087U1 publication Critical patent/RU119087U1/ru

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата (ЛА), отличающийся тем, что введен отражатель, выполненный в виде усеченного эллипсоида вращения, в фокусе F1 которого расположен установленный на двухстепенном поворотном стенде источник сигналов, в контур управления угловым положением которого входит вычислительно-моделирующее устройство и перестраиваемый по частоте генератор электромагнитных волн, а в фокусе F2 расположена установленная на динамическом поворотном стенде головка самонаведения (ГСН) совместно с автопилотом, в контур управления которой входит вычислительно-моделирующее устройство, которое предназначено для вычисления параметров движения ЛА, цели и их совместного движения, а также для управления процессом полунатурного моделирования ГСН.

Description

Полезная модель относится к ракетной технике и может быть использована для полунатурного моделирования, проведения испытаний и проверки работоспособности и управляемости головок самонаведения (ГСН) воздушных и космических летательных аппаратов (ЛА), а также отладки программно-алгоритмического обеспечения бортовых цифровых вычислительных машин (БЦВМ), входящих в состав ГСН.
В качестве прототипа рассмотрен моделирующий комплекс системы самонаведения летательного аппарата [1], содержащий связанные электрически между собой динамический стенд с установленной на нем ГСН, узел цели в виде подвижного устройства с излучателем радиоволн, аналого-цифровой вычислительный комплекс, пульт управления. Узел цели воспроизводит перемещение цели в пространстве и излучение, приходящее от нее на ГСН. Моделирующий комплекс позволяет исследовать динамическую точность системы самонаведения как при наличии, так и отсутствии обтекателя ГСН и выявлять вносимые обтекателем погрешности. Недостатком данного моделирующего комплекса является узкая по сравнению с моделируемой системой наведения полоса пропускания, что приводит к потере его устойчивости раньше, чем наступит кинематическая неустойчивость моделируемой системы при малых дальностях до цели. Кроме того, комплекс отличается большими громоздкостью и энергоемкостью, сложностью наладки и эксплуатации.
Известен испытательный стенд [2], содержащий головку наведения, динамический стенд воспроизведения углового движения головки наведения, радиоимитатор цели, включающий излучатель сигналов, последовательно соединенные блок управления полунатурного моделирования функционирования головки наведения, вход которого подключен к выходу динамического стенда воспроизведения углового движения головки наведения, две платформы с колесами, блок приема сигналов управления платформой и определения ее местоположения, электропривод платформы, при этом колеса платформ с приводом выполнены из магнитного материала, полусфера из магнитопроницаемого материала, а платформы расположены по обе стороны полусферы с зеркальной симметрией относительно друг друга и прижаты магнитным притяжением друг к другу.
Головка самонаведения, включающая реальную аппаратуру бортового комплекса управления и автопилот, установлена на динамическом стенде воспроизведения углового движения головки наведения. Источник сигнала установлен на платформе, передвигающейся по внутренней поверхности полусферы, имитируя передвижение цели. Головка наведения принимает излученный сигнал и с помощью динамического стенда происходит отслеживание головкой наведения перемещения излучателя сигналов [2].
В моделирующем стенде, приведенном в литературе [1], вследствие инерционности динамического стенда и электропривода платформы с излучателем сигналов полоса пропускания системы управления испытательного стенда узка по сравнению с полосой пропускания моделируемой системы самонаведения ЛА. Поэтому на малых дальностях между ЛА и целью, когда резко возрастает угловая скорость линии визирования «ЛА-цель», устойчивость системы управления стенда нарушается раньше, чем нарушается кинематическая устойчивость системы самонаведения ЛА. Система управления перемещением платформы с источником сигналов в процессе эксперимента задействована в замкнутом контуре системы самонаведения ЛА, что искажает динамику всего контура наведения ЛА и вносит ошибки в оценки собственно динамических параметров контура самонаведения ЛА.
Сущность полезной модели заключается в следующем. Ее задачей является разработка и создание стенда, позволяющего расширить полосу пропускания системы управления испытательного стенда, значительно уменьшить амплитудно-фазочастотные искажения, вносимые стендом в испытываемый контур системы самонаведения ЛА, обеспечить исследование в процессе полунатурного моделирования технических характеристик системы самонаведения ЛА во всем диапазоне имитируемых угловых скоростей линии визирования головки самонаведения ЛА. Технический результат при использовании полезной модели выражается в повышении достоверности полунатурного моделирования систем самонаведения ЛА, в расширении функциональных возможностей испытательного стенда за счет обеспечения имитации угловых скоростей линии визирования головки самонаведения ЛА без динамических искажений в пределах полосы пропускания исследуемой системы.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный испытательный стенд, содержащий головку наведения, излучатель сигналов, согласно изобретению вместо полусферы, на которой перемещаются две платформы с размещенным на одной из них излучателем сигналов, установлен отражатель, представляющий собой половину эллипсоида вращения с двумя фокусами F1 и F2, усеченного плоскостью симметрии. Излучатель сигналов вместо движения по полусфере установлен на двухстепенном поворотном стенде, который по командам вычислительно-моделирующего устройства воспроизводит взаимное угловое положение ЛА и цели и который расположен в фокусе F1 отражателя, а испытываемая головка самонаведения совместно с автопилотом расположенна в фокусе F2 (рис.1) и установлена на динамическом стенде воспроизведения углового движения корпуса ЛА, который по командам вычислительно-моделирующего устройства воспроизводит угловое движение корпуса ЛА.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема стенда для полунатурного моделирования системы самонаведения ЛА (рис.1). Приведена компоновка испытательного стенда, при которой в качестве отражателя использована верхняя половина эллипсоида вращения, и изображено сечение эллипсоида вертикальной плоскостью, проходящей через фокусы F1 и F2.
На рис.1 угол γ, характеризующий направление излучения источника сигналов 2, связан с углом φ, характеризующим положение лини визирования относительно горизонтальной плоскости симметрии эллипсоида соотношением:
где a - горизонтальная полуось эллипсоида,
c - расстояние от центра симметрии эллипсоида до его фокуса.
Техническая новизна предлагаемой полезно модели заключается в том, что введен отражатель, имеющий форму усеченного эллипсоида вращения, а излучатель сигналов установлен в фокусе F1 на двухстепенном поворотном стенде, а испытываемая головка самонаведения - в фокусе F2 на динамическом стенде воспроизведения углового движения корпуса ЛА, что позволяет, во-первых, принять отраженный сигнал головкой самонаведения из любой точки эллипсоида вращения в соответствии с углом поворота излучателя сигналов, а во вторых, за счет воспроизведения углового движения излучателя сигналов с помощью двухстепенного поворотного стенда, позволяет получить многократное, на несколько порядков, увеличение быстродействия при воспроизведении угловой скорости линии визирования взаимного углового положения ЛА и цели.
Действительно, переходные процессы в двигателе, воспроизводящем движение излучателя сигналов определяются уравнением апериодического звена:
Где: ТДВ. - электромеханическая постоянная двигателя,
КДВ. - передаточный коэффициент, равный отношению установившейся скорости к входному напряжению.
Откуда:
Считая, что для установившегося значения: , в начальный момент времени: ωВЫХ.=0, величина ускорения: (на основании 2-ого закона Ньютона), где: М0 - пусковой момент, I - момент инерции вращающихся частей двигателя и на основании (3):
При воспроизведении угловой скорости линии визирования (ωЛВ.) головки самонаведения на предложенном стенде соотношение между ωЛВ. и ωВЫХ. (как показывает анализ ) не превышает 3. В рассмотренном прототипе , где r - радиус колеса платформы с приводом, a R - расстояние между ГСП и излучателем сигнала. Поскольку r как правило не превышает 10 сантиметров при R=5…10 м, то для имитации равной ωЛВ. на предложенном стенде потребуется двигатель с ωВЫХ. примерно на два порядка меньшим, чем в прототипе, и как следствие из (4), соответственно, с меньшим ТДВ.
Для удобства калибровки ГСН целесообразно совместить продольную ось ГСП с вертикалью в фокусе F2. При этом угол отклонения линии визирования относительно продольной оси ГСП (α) характеризуется выражением:
Стенд для полунатурного моделирования ГСН содержит отражатель 1, выполненный в виде усеченного эллипсоида вращения, в фокусе F1 которого расположен источник сигналов 2, установленный на двухстепенном поворотном стенде 3, вход которого соединен с первым выходом вычислительно-моделирующего устройства 4, а в фокусе F2 расположен динамический стенд 5, вход которого соединен со вторым выходом вычислительно-моделирующего устройства 4. Источник сигналов 2 соединен с выходом перестраиваемого генератора электромагнитных волн 6, вход которого соединен с третьим выходом вычислительно-моделирующего устройства 4. В состав стенда входит вычислительно-моделирующее устройство 4, на вход которого поступают сигналы с установленного на динамическом поворотном стенде 5 автопилота 8 совместно с исследуемой ГСН 7, и которое предназначено для вычисления параметров движения ЛА, цели и их совместного движения, а также для управления процессом полунатурного моделирования ГСН.
Стенд для полунатурного моделирования ГСН работает следующим образом.
Вычислительно-моделирующего устройство 4 в общем виде решает уравнения динамики и пространственного движения ЛА, цели и их взаимного движения и как следствие формирует сигналы пропорциональные угловым скоростям и углам ориентации ЛА в пространстве , которые поступают на динамический поворотный стенд 5, на котором установлена исследуемая ГСН 7 совместно с автопилотом 8 и формирует сигналы пропорциональные угловым скоростям и углам ориентации взаимного движения ЛА и цели в пространстве , которые поступают на двухстепенной поворотный стенд 3. Под действием перечисленных сигналов динамический поворотный стенд 5 и двухстепенной поворотный стенд 3 воспроизводят угловое движение ЛА в пространстве и взаимное угловое движение в пространстве ЛА и цели. Исследуемая ГСН 7 осуществляет поиск, захват и сопровождение отраженного сигнала источника сигналов 2, а автопилот 8, по данным ГСН формирует сигналы, поступающие на вход вычислительно-моделирующего устройства 4, по вычисленным данным которого , и , происходит разворот как динамического поворотного стенда 5, в направлении ЛА на цель так и двухстепенного поворотного стенда 3, отражающего при этом взаимное угловое перемещение ЛА и цели в пространстве. При этом с помощью перестраиваемого по частоте генератора электромагнитных волн 6 по информации от вычислительно-моделирующего устройства 4 возможна имитация:
- изменения частоты сигналов в функции вычисленной взаимной скорости ЛА и цели (эффект Доплера),
- мощности сигналов в функции вычисленного расстояния между ЛА и целью;
- поляризации сигнала в функции вычисленного взаимного пространственного расположения ГСН и цели.
Использование полезной модели позволяет проводить отработку взаимодействия всех бортовых систем ЛА, участвующих в работе системы самонаведения ЛА, отладку программно-алгоритмического обеспечения БЦВМ ГСН в реальном масштабе времени во всем диапазоне угловых скоростей линии визирования «ЛА-цель» без искажения динамики контура системы самонаведения ЛА. Достоверность результатов, полученных при полунатурном моделировании системы самонаведения ЛА на предложенном стенде указанным методом, позволяет в отдельных случаях осуществлять замену натурных испытаний полунатурным моделированием, что обеспечивает значительный экономический эффект.
Список использованных источников
1. Петров Г.М., Луканин Н.Б., Бартольд Э.Е. Методы моделирования систем управления на аналоговых и аналого-цифровых вычислительных машинах. М., «Машиностроение», 1975, стр.189-194, рис.4.9.
2. RU 2263869, F41G 3/26, G09B 9/08. 2005.

Claims (1)

  1. Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата (ЛА), отличающийся тем, что введен отражатель, выполненный в виде усеченного эллипсоида вращения, в фокусе F1 которого расположен установленный на двухстепенном поворотном стенде источник сигналов, в контур управления угловым положением которого входит вычислительно-моделирующее устройство и перестраиваемый по частоте генератор электромагнитных волн, а в фокусе F2 расположена установленная на динамическом поворотном стенде головка самонаведения (ГСН) совместно с автопилотом, в контур управления которой входит вычислительно-моделирующее устройство, которое предназначено для вычисления параметров движения ЛА, цели и их совместного движения, а также для управления процессом полунатурного моделирования ГСН.
    Figure 00000001
RU2012111790/12U 2012-03-28 2012-03-28 Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата RU119087U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111790/12U RU119087U1 (ru) 2012-03-28 2012-03-28 Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111790/12U RU119087U1 (ru) 2012-03-28 2012-03-28 Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU119087U1 true RU119087U1 (ru) 2012-08-10

Family

ID=46850024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012111790/12U RU119087U1 (ru) 2012-03-28 2012-03-28 Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU119087U1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2637096C2 (ru) * 2015-04-16 2017-11-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата
RU2695496C1 (ru) * 2018-03-26 2019-07-23 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ и комплекс оценки на полунатурной модели эффективности радиоподавления радиолокационной головки самонаведения управляемой ракеты
RU2723157C1 (ru) * 2019-07-25 2020-06-09 Акционерное общество "Корпорация "Тактическое ракетное вооружение" Способ обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования и устройство для его реализации

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2637096C2 (ru) * 2015-04-16 2017-11-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата
RU2695496C1 (ru) * 2018-03-26 2019-07-23 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ и комплекс оценки на полунатурной модели эффективности радиоподавления радиолокационной головки самонаведения управляемой ракеты
RU2723157C1 (ru) * 2019-07-25 2020-06-09 Акционерное общество "Корпорация "Тактическое ракетное вооружение" Способ обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования и устройство для его реализации

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106681170B (zh) 一种半实物制导仿真方法及仿真系统
CN102997935B (zh) 一种基于光学和惯性组合测量的自主gnc仿真试验系统
CN105573328A (zh) 光学跟踪/瞄准系统的动态参数校准装置及其使用方法
RU2610877C1 (ru) Способ полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата и устройство для его реализации
RU119087U1 (ru) Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата
RU2692456C1 (ru) Устройство для полунатурного моделирования системы управления летательного аппарата с активными головками самонаведения
CN109596145A (zh) 一种车载导航的动态测试方法及系统
CN109445310A (zh) 一种红外成像制导飞行器半实物仿真系统及方法
CN105467369A (zh) 一种目标回波仿真方法和装置
CN110082697B (zh) 一种标定雷电定位系统性能参数的方法与装置
CN103163509A (zh) 一种基于电磁散射的高频近似法的模拟合成孔径雷达
CN107907870B (zh) 一种用于验证交会对接微波雷达测角功能的信号生成方法
CN102156411B (zh) 一种无线电高度回波信号仿真系统与方法
RU2338992C1 (ru) Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата
RU2263869C1 (ru) Испытательный стенд
US20160252328A1 (en) Stationary and Mobile Test Device for Missiles
RU2629709C2 (ru) Устройство полунатурного моделирования системы управления беспилотным летательным аппаратом с радиолокационным визиром
RU2637096C2 (ru) Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата
CN103487808B (zh) 一种变参数锁定模式弹载聚束sar的航迹仿真方法
RU2767956C2 (ru) Способ полунатурного моделирования системы управления летательного аппарата с пассивной или полуактивной или активной головкой самонаведения и устройство для его реализации
Hangal et al. Distributed hardware-in-loop simulations for multiple autonomous aerial vehicles
Lee et al. A simple prediction method of ballistic missile trajectory to designate search direction and its verification using a testbench
Raimundo Autonomous obstacle collision avoidance system for uavs in rescue operations
KR102252061B1 (ko) 위치 추적 시스템을 시험하는 장치 및 방법
RU215303U1 (ru) Стенд для полунатурного моделирования системы управления летательного аппарата с головкой самонаведения